碳纖維加固修復混凝土結構的應用,起源于80年代的日本和美國等發達國家。碳纖維增強技術在我國應用較晚,直到20世紀90年代,有關部門才開始研究和應用碳纖維。但是,當前,隨著我國交通運輸和經濟建設的快速發展,加固技術發展迅速,日趨成熟。除碳纖維外,還有一系列的加固技術,如粘鋼加固、玻璃加固等。碳纖維法和粘結鋼加固作為一種重要的加固施工方案,具有各自的優點,已在很多工程中得到了應用。
碳纖維加固的原則是:預浸料碳纖維具有高強度的環氧樹脂復合加固材料,粘貼在結構鋼筋沿拉伸方向或垂直于裂縫方向上與環氧樹脂膠形成新的組合,從而使增強粘結材料與原鋼筋混凝土緊密結合,提高結構的抗裂性或抗剪性,提高結構的強度、剛度、抗裂性和延展性。簡單地說,在室溫下,用環氧樹脂粘合劑將同一方向的纖維織物粘結于混凝土結構表面,使其成為一個整體,因而是一種很好的加固方法。隨著材料科學的發展,纖維材料在土木工程中的應用已成為國內外研究的熱點。
1.效率(可以充分利用其高強度、高模量的特性來提高結構和構件的承載力和延性,改善機械性能,達到有效加固的目的)。
2.耐蝕、耐久性(碳纖維材料的化學性能非常穩定,不與酸、堿、鹽等化學品反應)。
3.結構尺寸和重量基本上沒有增加(碳纖維又輕又薄,與傳統的鋼結加固不同,所以碳纖維加固可以在不增加構件負荷的情況下完成設計和使用)。
4.應用廣泛(碳纖維是一種柔軟的材料,輕而薄,可以任意切割)。
5.便于施工(節省空間,施工簡單,不需現場固定設施,主要設備只需用砂輪切割機、角磨機、輥刷等,一般2~4套即可滿足工程要求。
6.不受原始結構形狀的限制。因而,碳纖維加固作為一種劃時代的增強材料,受到人們的青睞和關注。